KR20200013280A - 전기 바닥 난방 장치 - Google Patents

Abstract

발화 가능성을 배제 함과 동시에 내구성을 크게 높인 전기 바닥 난방을 제공한다. 청구항 발열체 3에서 열에 의해 바닥재 7 가열 전기 바닥 난방이며, 발열체 3 반도체 열교환 소자와, 해당 반도체 열교환 소자는 통전되어 발열하도록 한 것 이다

Description

전기바닥난방장치 {Electric Underfloor Heating}

본 발명은 전기 바닥 난방에 관한 것으로 발화의 가능성을 배제하고 내구성을 높인 전기 바닥 난방에 관한 것이다.

예전에는 온수 바닥 난방과 전기 바닥 난방이 알려져 있지만, 특히 전기 바닥 난방은 온수 바닥 난방에 비해 온도 변화가 적고, 온도 제어가 용이하고, 대대적인 시공이 불필요하기 때문에 가정용, 사무실 용으로 널리 사용되고 있다. 또한 전기 바닥 난방으로는 발열체의 열을 축열재에 축적하고,이 축열재 에서의 방열을 이용하여 바닥을 가열 축열식 전기 바닥 난방이 야간 전력의 유효 이용이 가능 전력의 저감화에 유리하다는 점에서 그 이용이 확산 되고 있다. 그런데, 예전의 축열식 전기 바닥 난방장치에는, 발열 장치와 축열 장치와 균열용 전열판과 바닥과 패널 모양으로 일체화하고, 상기 발열 장치는 발열체를 2 개의 열전도 시트 사이에 끼워야 되고, 상기 발열체는, 예를 들어 니크롬 선 등 발열성 선재 등으로 구성하여 외부 전원과 전기적으로 연결하고 있다.

등록번호 10-1004797-0000, 2009년10월22일,4페이지

발열 장치의 발열체의 재료는 니크롬 선을 이용하고 있기 때문에 원하는 난방 효과를 얻으려면 니크롬 선 전력을 몇 kW로 증가해야 한다. 그 결과, 발열 장치의 발열체가 적정 온도 이상으로 가열되어 발화 할 가능성이 있다는 문제가 있다. 또한 발열체의 재료에 니크롬 선을 이용하고 있기 때문에, 니크롬 선이 산화하면 내구성이 저하 장비도 내구성도 낮아지는 문제가 있다.

본 발명은 상술한 사정을 고려하여 이루어진 것으로, 발화 가능성을 배제 함과 동시에 내구성을 크게 높인 전기 바닥 난방을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 청구항 1에 기재된 발명은 발열체의 열로 인해 바닥을 가열하는 전기 바닥 난방 장치로서, 상기 발열체를 반도체 열교환 소자와, 해당 반도체 열교환 소자가 통전되어 발열하는 것을 특징으로 한다.

청구항 2에 기재된 발명은 청구항 1 기재의 전기 바닥 난방 장치에 있어서, 상기 발열체를 시트 형상으로 형성 한 것을 특징으로 한다.

청구항 3에 기재된 발명은 청구항 1 기재의 전기 바닥 난방에 있어서, 상기 반도체 열교환 소자는 일조 시간에 태양의 조사를 받아 전기 에너지를 발생하는 태양전지모듈과 전기적으로 연결된 것을 특징으로 한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 청구항 1에 의하면, 발열체를 반도체 열교환 소자와, 해당 반도체 열교환 소자는 통전되어 발열하여 발화 가능성을 배제함과 동시에 장치로 내구성을 크게 향상, 소비 전력이 절감되고 장비의 소형화 및 박형화를 도모 할 수 있다.

청구항 2에 의하면, 발열체를 시트 형상으로 형성함으로써, 어떤 부분에 해당 시트를 설치하는 것만으로 발열 효과를 얻을 수있고, 취급 성을 높여 장치를 일반화해서 한층 박형화 할 수 있다.

청구항 3에 따르면, 반도체 열교환 소자는 일조 시간에 태양의 조사를 받아 전기 에너지를 발생하는 태양 전지 모듈과 전기적으로 접속 된 것으로, 외부 전원을 전혀 필요로 하지 않고, 외부 전원과의 연결 배선도 불필요하고 정전시 에도 발열체를 발열 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시 형태를 적용한 전기 바닥 난방을 모식 적으로 나타낸 단면도이다.
도 2 (a) 본 실시 형태의 발열체를 나타내는 평면도, (b)는 (a)의 I-I 단면도이다.
도 3은 본발명의 제2실시 형태를 적용한 축열식 전기 바닥 난방을 모식적으로 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태를 적용한 전기 바닥 난방을 이용한 시공단계 참고도이다.

이하, 본 발명의 실시 예를 도면을 참조하여 설명 한다.

(제 1 실시 예)

도 1은 본 발명의 제 1 실시 형태를 적용한 전기 바닥 난방을 모식 적으로 나타낸 단면도이다.

그림 1과 같이 전기 바닥 난방 장치 (1) 바닥재 2의 밑면에 일정 간격을 두고 수평 기둥 3이 복수 배열된 이러한 수평 기둥 3 칸의 바닥재 2에 의해서 시트 상에 형성된 발열체 4가 접착되어있다. 그리고 이러한 발열체 4의 아랫면은 단열재 5에 의해 피복 되어있다.

발열체 4는 전환 스위치 6을 거쳐 상용 전원인 가정용 콘센트의 전원 7에서 컨트롤러 8을 통해 전압이 인가되고,이 컨트롤러 8에 의해 전류를 제어함으로써, 바닥재 2의 표면 온도가 적정의 온도가 되도록 발열체 4의 온도를 제어하고 있다.

전환 스위치 6에는 컨트롤러 9를 통해 예를 들면 전기 이중층 커패시터 (10)가 연결되고,이 전기 이중층 커패시터 (10)에는 태양 전지판 태양 전지 모듈 (11)로부터 얻어진 전하가 축적되고,이 축적된 전하가 컨트롤러 9 및 전환 스위치 6을 통해 발열체 4에 공급 되도록 되어있다.

발열체 4는 그림 2 (a), (b)에 나타낸 바와 같이 시트 상에 형성된 절연성 필름 (15)을 기재하고 그 위에 일정한 간격을 두고 폭 방향으로 복수의 발열 기능 소재 16 를 부착시켜 그 발열 기능 소재 16의 양단에 실버 밀랍으로 이루어진 전극 17a, 17b를 연결하고, 이러한 발열 기능 소재 16 및 전극 17a, 17b에 상기 기재와 같은 절연성 필름 18 를 적층한 형상으로 형성되어 있다.

또한 발열체 4는 교류와 직류 3 ~ 280V에서 발열하는 반도체 열교환 소자이며, 예를 들면 산화 주석 막 또는 산화 주석과 염화물의 화합물을 주체로 하는 반도체가 바람직하고, 구체적으로는, 산화 제일 주석과 이산화 주석을 1 : 1의 비율로 혼합하여 주성분 혼합물과 산화납계 물질과 염화납계의 물질을 혼합하고 이를 유기 용제에 용해 하여 용해 물질로 상기 주성분 혼합물과 상기 용해 물질과 환원재를 사용해서 혼합 한 것으로서,이 발열체 3을 적정의 온도로 가열하도록 하고있다.

또한 발열체 4는 반도체 열교환 소자이며,이 반도체 열교환 소자는 전원 7에서 통전되어 발열하여 산화 하지 않고 열 변환 효율이 높고, 저비용으로 대량 생산 할 수있다. 그리고 반도체 열교환 소자는 산화 하지 않기 때문에 내구성을 향상 시킬 수 있다

또한, 본 실시 형태의 발열 기능체 (16)는 그 제조 방법에서 상기 주성분 혼합물과 용해 물질과 혼합 상등액이 투명하고 이를 이용하여 투명 발열체로 하는 것이 가능하다.

따라서, 상기의 구성에 있어서 본 실시 형태에서는 전환 스위치 6 전원 7측에 전환하면 콘센트의 전원 7에서 컨트롤러 8을 통해 전압이 인가되고, 컨트롤러 8 의해 바닥재 2 표면의 온도가 적정 온도가 되도록 발열체 4의 온도가 제어되고 있다.

한편, 본 실시 예에서는 전환 스위치 6 전기 이중층 커패시터 (10) 측에 전환하면 태양 전지 모듈 (11)로부터 얻어진 전하가 전기 이중층 커패시터 (10)에 축적되고,이 전하가 전기 이중층 커패시터 (10)로부터 컨트롤러 9 및 전환 스위치 6을 통해 발열체 4에 공급되고, 컨트롤러 8에 의해 바닥재 2 표면의 온도가 적정 온도가 되도록 발열체 4의 온도가 제어 되고 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태의 전기 바닥 난방에 의하면, 발열체 4 반도체 열교환 소자와, 해당 반도체 열교환 소자는 통전되어 발열하여 발화 가능성을 배제함과 동시에 장치로 내구성을 크게 향상, 소비 전력이 절감되고 장비의 소형화 및 박형화를 도모 할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 의하면, 발열체 4를 시트 형상으로 형성함으로써, 어떤 부분에 해당 시트를 설치하는 것만으로 발열 효과를 얻을수 있고, 일반성을 높여 장치를 한층 박형화 할 수있다.

또한 발열체 4는 일조 시간에 태양의 조사를 받아 전기 에너지를 발생하는 태양 전지 모듈 (11)과 전기적으로 접속 된 것으로, 외부 전원을 전혀 필요로 하지 않고, 외부 전원과 연결 배선도 불필요 하고 정전시에도 발열체 4를 발열 할 수 있다.

그리고, 본 실시 형태에 의하면, 태양 전지 모듈 (11)에서 발생한 전하는 전기 이중층 커패시터 (10)에 축적 된 전기 이중층 커패시터 (10)의 전하를 순차적 발열체 4에 전송함으로써 외부 전원을 완전히 필요로 하지 않고, 정전시 및 야간에도 발열체 4 발열 할 수 있다.

(제 2 실시 형태)

도 3은 본 발명의 제 2 실시 형태를 적용한 축열식 전기 바닥 난방을 모식 적으로 나타낸 단면도이다. 또한, 상기 제 1 실시예와 동일하거나 대응하는 부분에는 동일한 부호를 사용하여 설명한다. 다른 실시 형태도 마찬가지 이다.

도3에 나타낸 바와 같이, 축열식 전기 바닥 난방 21 단열재 (22)의 상면에 시트 상에 형성된 발열체 4를 일정한 간격으로 배열하고 이 발열체 4를 2 장의 축열 보드 23 에서 양측에서 유지하고 이 축열 보드 23 위에 스페이서 24에 의해 일정 공간을 보유하고 합판 25, 바닥재 26을 배치하고 있다.

발열체 4는 전환 스위치 6을 거쳐 상용 전원인 가정용 콘센트의 전원 7에서 컨트롤러 8을 통해 전압이 인가되고,이 컨트롤러 8 의해 발열체 4에 흐르는 전류 값을 제어 하여 바닥재 26의 표면 온도가 26 ~ 28 ℃가되도록 가열 4의 온도를 제어하고 있다.

또한 발열체 4는 상기 제 1실시 예와 마찬가지로 교류 및 직류 3 ~ 280V에서 발열하는 반도체 열교환 소자이며, 예를 들면 산화 주석막 또는 산화 주석과 염화물의 화합물을 주체로하는 반도체가 바람직하다. 구체적으로는, 산화제일주석과 이산화주석을 1 : 1의 비율로 혼합하여 주성분 혼합물과 산화 납계물질과 염화납계의 물질을 혼합하고 이를 유기 용제에 용해하여 용해 물질로 상기 주성분 혼합물과 상기용해 물질과 환원재를 사용하여 혼합 한 것으로서,이 발열체 4를 26 ~ 28 ℃로 가열하도록 하고 있다.

따라서, 상기의 구성에 있어서 본 실시 형태에서는 전환 스위치 6 전원 7 측에 전환하면 콘센트의 전원 7에서 컨트롤러 8을 통해 전압이 인가되고, 컨트롤러 8에 의해 바닥재 2 표면의 온도가 26 ~ 28 ℃가 되도록 발열체 4의 온도가 제어 되고 있다.

한편, 본 실시예 에서는 전환 스위치 6 전기 이중층 커패시터 (10) 측에 전환하면 태양 전지 모듈 (11)로부터 얻어진 전하가 전기 이중층 커패시터 (10)에 축적되고,이 전하가 전기 이중층 커패시터 (10)로부터 컨트롤러 9 및 전환 스위치 6을 통해 발열체 4에 공급되고, 컨트롤러 8에 의해 바닥재 2 표면의 온도가 적정 온도가 되도록 발열체 4의 온도가 제어 되고 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태의 축열식 전기 바닥 난방에 의하면, 발열체 4는 축열식 전기바닥 난방에 설치되고, 바닥재 26 표면의 온도가 26 ~ 28 ℃의 범위가 같은 온도 설정되어 있기 때문에 저온 화상 등을 미연에 방지 할 수 있고,쾌적한 난방 효과를 얻을 수 있다.

이와같이 전기바닥 난방장치는 시트형상으로 할 수있기 때문에 밑면(바닥면)에 시트를 설치 하는 것만으로 발열 효과를 얻을 수 있다.

1.축열식 전기 바닥 난방
2.단열재
3.발열체
4.축열 보드
5.스페이서
6.합판
7.바닥재
8.전원
9.스위치
10.온도 조절기
15.절연성 필름
16.발열 기능 소재
17.절연성 필름
20.전원케이블
21.축열식 전기 바닥 난방
30.전기식 바닥 난방 패널

Claims (3)

1. 발열체의 열로 인해 바닥을 가열하는 전기 바닥 난방이며,
   상기 발열체를 반도체 열교환 소자와, 해당 반도체 열교환 소자는 통전되어 발열하는 것을 특징으로하 는 전기 바닥 난방 장치.
2. 상기 발열체를 시트 형상으로 형성 한 것을 특징으로 하는 청구항 1 기재의 전기 바닥 난방장치
3. 상기 반도체 열교환 소자는 일조 시간에 태양의 조사를 받아 전기 에너지를 발생하는 태양 전지 모듈과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 청구항 1 기재의 전기 바닥 난방장치.

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